SEL STRUKTUR FUNGSI SEL ORGANISME DEVI OCTAVIANA S

SEL (STRUKTUR & FUNGSI SEL ORGANISME) DEVI OCTAVIANA, S. Si. , M. Kes

Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini mahasiswa dapat : 1. Memahami pengertian sel 2. Menjelaskan tipe sel menurut organisasi selulernya 3. Menjelaskan struktur sel hewan 4. Menjelaskan fungsi organel Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

SEL ? ? Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

SEL A. B. C. D. Teori sel Tipe sel menurut organisasi selulernya Struktur sel hewan Fungsi organel sel Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Contoh Bentuk sel Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Pengertian Sel • Sel merupakan struktur dasar makhluk hidup • Sel diturunkan dari sel lain melalui pembelahan • Sel mengandung sifat hereditas yang diperlukan untuk mengatur fungsi, pertumbuhan dan perkembangan • Sel merupakan unit fungsional kehidupan Ø Sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional bagi suatu organisme Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

SEJARAH PENEMUAN SEL Antoni van Leeuwenhoek • Orang yang pertama kali melihat sel tunggal dan mengamati cairan darah, mani, faces dan email gigi • Menyebut sel sebagai satuan unit kehidupan Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Robert Hooke (1665) • Robert Hooke (Inggris, 1665) Kata “sel” itu sendiri berarti “kotak kosong”, setelah ia mengamati sayatan gabus dengan mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga yang disebut sel (cellula). Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

• Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi). Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”. Johanes Purkinje (1787 -1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma. disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang dinamakan Protoplasma. menurutnya protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu Sitoplasma dan Nukleoplasma. Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel. TEORI SEL : SEL MERUPAKAN SATUAN UNIT TERKECIL DARI KEHIDUPAN Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

• Durjadin (1835) menyatakan bahwa di dalam sel terdpt suatu zat kental. Zat itu yang sekarang ini dinamakan sitoplasma. • Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus). dan dikemukakan bahwa Nukleus (inti sel) adalah bagian yang memegang peranan penting dalam sel. • Max Shultze (1825 -1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup. • Di pertengahan abad 19, Virchow mengemukakan “Omnis Cellula e Cellula” bahwa sel berasal dari sel melalui pembelahan. • Menjelang abad 20, byk pakar menemukan berbagai struktur dlm sel. Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Pengamatan Sel • Ada dua jenis mikroskup : - Mikroskup cahaya - Mikroskup elektron • Mikroskup cahaya : mikroskup fluoresen, fase kontras, kontrasinterferensi, lapang gelap, lapang terang. • Mikroskup elektron : Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya. mikroskup elektron transmisi (2 dimensi) dan mikroskup elektron payar (scanning) -3 dimensi

Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Materi Kuliah Mikrobiologi KESMAS 2012

Unit pengukuran panjang berdasarkan Standar Internasional • • • 1 metre (m) = 1000 millimetres (mm) 1 mm (10 -3 m) = 1000 micrometres (mm) 1 mm (10 -6 m) = 1000 nanometres (nm) 1 nm (10 -9 m) = 1000 picometres (pm) 1 angstrong (Ǻ) = 10 -10 m Ukuran Bidang ilmu >1 mm 10 -100 mm 0, 2 -10 mm Anatomi Histologi Biologi sel Biol mol 10 - 200 Ǻ stkrutur Organ Jaringan Sel Organel, Materi Kuliah IPAKES KESMAS virus 2015 Metode pengamatan Mata/loupe Mikroskop cahaya Mik. elektron

Ukuran sel dan alat untuk melihatnya Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

B. Tipe sel berdasarkan organisasi selulernya Berdasarkan ada tidaknya selubung inti, sel dibagi menjadi : • Prokariotik • Eukariotik

Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

B. Tipe sel berdasarkan organisasi selulernya Ø Sel Prokariot • sel tidak memiliki membran inti definitif • Sel memiliki kromosom tunggal berbentuk sirkuler, DNA tidak memiliki histon • Pembelahan sel didahului oleh replikasi DNA • Sitoplasma tidak memiliki organela bermembran internal • Memiliki dinding sel yang jelas, tersusun dari mukopeptida • Beberapa sel memiliki flagel , tidak tersusun atas mikrotubuli • Ukuran sel kecil (0, 5 -10 mm) Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Struktur sel bakteri Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Ø sel eukariot • Sel memiliki membran inti definitif • Sel memiliki lebih dari satu kromosom non-sirkuler, tersusun atas DNA dan protein • Pembelahan sel didahului oleh mitosis atau meiosis • Sitoplasma memiliki organel bermembran • Flagela dan cilia tersusun atas tubuli • Dinding sel (bila ada) biasanya mengandung sellulosa dan chitin • Ukuran sel pada umumnya 10 -100 mm • Contoh: sel tanaman, sel hewan, fungi Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Bagian-bagian sel hewan 1. Membran plasma 2. Sitoplasma a. Sitosol: bagian sitoplasma yang bersifat cair b. organel: bagian yang berfungsi sebagai organ bagi sel 3. Inti sel (nukleus) Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

• An Gambaran skematis sel hewan Rough endoplasmic reticulum Smooth endoplasmic reticulum Nucleus Flagellum Not in most plant cells Lysosome Centriole Ribosomes Peroxisome Golgi apparatus Microtubule Cytoskeleton Plasma membrane Intermediate filament Microfilament Figure 4. 5 A Mitochondrion Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Nucleus Rough endoplasmic reticulum Ribosomes Smooth endoplasmic reticulum Golgi apparatus Microtubule Not in animal cells Central vacuole Intermediate filament Chloroplast Microfilament Cell wall Mitochondrion Peroxisome Plasma membrane Figure 4. 5 B Gambaran skematis sel Materi Kuliah IPAKES KESMAS tumbuhan 2015 Cytoskeleton

MEMBRAN PLASMA Mengapa sel hewan perlu membran plasma? v Jika sel memiliki identitas maka: • Sel harus memiliki batas dengan tetangganya ataupun dengan lingkungannya • Pada organisme uniseluler, membran plasma harus memungkinkan untuk berlangsungnya pengambilan materi sebagai sumber nutrisi, sarana ekskresi dan proteksi sel • Pada organisme multiseluler, selain fungsi tersebut di atas membran sel juga diperlukan untuk berkomunikasi dengan sel-sel lain di dalam satu jaringan sehingga menungkinkan berlangsungnya – Pertumbuhan – Diferensiasi – Reparasi jaringan Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Sifat-sifat membran plasma • Ketebalan membran pasma: 75 -95 Ǻ • Sifat biokimiawi membran – senyawa yang larut dalam air, kurang dapat melewati membran plasma dibandingkan dengan senyawa yang larut dalam lemak (substansi non-polar dan hydrophobic) – membran mengandung sejumlah besar lipid (misalnya fosfolipid) dengan ekor non-polar (hydrophobic) dan kepala polar (hydrophilic) Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Sifat membran plasma (lanjutan) • Membran plasma tersusun atas dua lapisan lipid di bagian dalam dan lapisan protein di sebelah luar (satu menghadap ruang estraseluler dan lainnya menghadap sitoplasma) • Posisi protein pada membran plasma: – membentang di sepanjang ketebalan membran protein integral misalnya protein struktural, transporter – Pada permukaan luar, misalnya reseptor Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

• Membran plasma sel hewan Glycoprotein Carbohydrate (of glycoprotein) Fibers of the extracellular matrix Glycolipid Phospholipid Cholesterol Microfilaments of the cytoskeleton Proteins CYTOPLASM Figure 5. 12 Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Glycocalyx • Pada bagian luar membran plasma terdapat lapisan karbohidrat, dengan ketebalan 5 -10 nm, glycocalix • Glycocalyx yang merhubungan langsung dengan komponen protein membentuk glikoprotein, sedang yang berhubungan dengan lipid disebut glycolipid. • Glycocalyx juga ditemukan pada aparatus golgi dan retikulum endoplasma • Glycocalyx diduga memiliki peranan dalam proteksi sel, adhesi sel dan pengambilan dan internalisasi senyawa tertentu Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Membran plasma mempengaruhi keadaan sel Ø sel akan menggembung atau mengkerut bila dikelilingi oleh membran yang semipermiabel Ø volume sel hewan berubah bila direndam dalam larutan yang berbeda konsentrasinya Ø penyerapan warna atau substansi lain oleh sel bersifat selektif Ø suatu sel akan kehilangan isinya apabila membrannya pecah Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Fungsi membran plasma • Membatasi dan melindungi komponen sel • Memungkinkan berlangsungnya perpindahan ion dan senyawa organik dari dan ke dalam sel baik melalui – Transport pasif – Transport aktif – Pergerakan membran • Menjaga keseimbangan elektrolit di dalam sitoplasma • Memungkinkan terjadinya komunikasi antar sel atau antara sel dengan lingkungannya – Diferensiasi jaringan – Migrasi sel Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Pergerakan material melalui membran plasma Tipe transport Aktivitas sel terkait Diffusi gas Respirasi dan fotosintesis osmosis Pergerakan air Endocytosis - phagositosis - pinositosis exocytosis - Sel darah putih memangsa bakteri - proses makan pada protozoa sekresi protein dari sel-sel kelenjar Transport aktif Pengambilan ion ke dalam sel Perlekatan hormon Pertumbuhan, perkembangan dan koordinasi Perlekatan antibodi Mekanisme pertahanan tubuh Impuls syaraf Respon dan koordinasi pada hewan cahaya Fotosintesis pada tanaman dan penglihatan pada hewan Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

2 a. Sitosol • Sitoplasma dapat dibagi ke dalam dua komponen yaitu: sitosol dan organel • Sitosol merupakan bagian sitoplasma yang bersifat cair disekitar organel • Sitosol menyusun ± 55% dari total volume sel – 75 -90% air – Komponen terlarut: ion, glukosa, asam amino, asam lemak, ATP, dan bahan sisa metabolisme – Molekul organik yang membentuk agregat atau cadangan makanan • Sitosol merupakan tempat berlangsungnya berbagai reaksi kimiawi yang diperlukan oleh sel Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

2. b. Organel • Organel adalah struktur yang terspesialisasi dengan bentuk dan fungsi yang karakteristik • Masing-masing organel memiliki enzim yang menentukan karakteristik fungsi organel tersebut • Organel sering berinteraksi satu sama lain untuk mempertahankan homeostasis • Organel dapat dibedakan atas membranous organels dan nonmembranous organels – Membranous organel dilindungai oleh satu atau dua lapisan lipid: retikulum endoplasma, aparatus golgi, mitokondria, lysosome, dan peroxisome – Nonmembranous organel, tidak memiliki membran sehingga kontak langsung dengan sitosol. Contoh: sitoskeleton, centrosome, ribosome Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

sitoskeleton • Merupakan jalinan protein filamen yang terdapat dalam sitosol • Sitoskeleton berfungsi menyediakan rangka struktural bagi sel, membantu menentukan bentuk dan menata komponen sel • bertanggungjawab terhadap pergerakan sel, transport organel di dalam sel, pergerakan kromosom selama pembelahan sel • Sitoskeleton tersusun atas tiga tipe protein filamen: mikrofilamen, intermedier filamen dan mikrotubuli Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Sitoskeleton Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Mikrotubuli Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

• Kelompok mikrotubuli dalam menimbulkan pergerakan Microtubule doublet Dynein arm Figure 4. 18 B Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015 Sliding force

Mitokondria • Merupakan organ penghasil energi ATP • Mitokondria memiliki dua membran yang strukturnya serupa dengan membran plasma – Membran luar halus – Membran dalam tersusun atas serangkaian lipatan disebut cristae memperluas area permukaan untuk berlangsungnya reaksi kimiawi yang terkait dengan respirasi seluler • Rongga bagian dalam mitokondria matrix Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015 berupa

Mitokondria • Masing-masing mitokondria memiliki banyak kopi DNA sirkuler yang identik, mengandung 37 gen • Mitokondria mampu melakukan replikasi pada saat kebutuhan energi sel meningkat misalnya pada saat menjelang mitosis • Gen-gen pada mitokondria bersama-sama dengan gen pada nukleus mengatur pembentukan protein yang dibutuhkan untuk menyusunan komponen mitokondria • Gen-gen pada mitokondria hanya diturunkan dari ibu (maternal) Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Mitokondria Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Retikulum endoplasma (RE) • RE merupakan jalinan membran yang membentuk kantung atau tabung pipih disebut cistern. • RE memanjang dari membran inti hingga ke sitoplasma • Sel memiliki 2 tipe ER yaitu – Rough ER (RER) : merupakan bagian yang berhubungan langsung dengan membran inti, pada permukaan luarnya terdapat ribosom – Smooth ER (SER): merupakan kelanjutan dari RER, tidak memiliki ribosom tetapi memiliki berbagai macam enzim GEW-2012 Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Retikulum endoplasma • SER: berperan penting dalam sintesis dan metabolisme asam lemak, steroid dan fosfolipid • RER: berperan dalam sintesis protein untuk membran atau organel tertentu dan sintesis sekretori protein Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Aparatus Golgi • Berperan dalam transportasi protein di dalam sel • Jalur pertama dalam transport protein adalah kompleks Golgi tersusun atas 2 -30 kantung pipih bermembran dengan bagian ujung menggelembung disebut cisternae • Cistern kadang melengkung sehingga kompleks Golgi tampak seperti cangkir • Kompleks Golgi sangat dominan pada sel sekretori yang menghasilkan protein • Cistern pada kedua ujung kpmpleks Golgi memiliki ukuran, bentuk, isi, aktivitas enzim dan vesikel yang berbeda satu sama lain – Convex entry (cis face) tersusun atas cisternae yang menghadap RER – Concave exit (trans face) tersusun atas cisternae yang menghadap membran plasma – Cisternae di antara. Materi entry dan exit KESMAS face disebut medial cisternae Kuliah IPAKES 2015

Aparatus golgi Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Aparatus Golgi Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Aparatus Golgi Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Lysosome • Vesikula bermembran terbentuk dari kompleks Golgi • Lysosome mengandung 40 macam enzim percerna atau enzim hidrolitik yang mampu memecah berbagai macam molekul, enzim lysosome bekerja pada p. H asam (5) • Membran lysosome memungkinkan pengeluaran produk akhir digestinya seperi glukosa dan asam amino ke dalam cytosol • Enzim lysosome mampu mendaur ulang komponen sel autophagy • Pada autophagy: organel dicerna oleh autophagosome (dibentuk oleh ER) berfusi dengan lysosome • Lysosome dapat mencerna komponen selnya sendiri autolysis Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Lisosom Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Ribosom • Merupakan tempat sintesis protein • Ribosom tersusun atas r. RNA dan protein ribosom • Ribosom memiliki dua sub unit (besar dan kecil) • Ribosom dibedakan atas: – Free ribomose mensintesis protein yang digunakan oleh sel itu sendiri – Membrane-bound ribosome mensintesis protein penyusun membran plasma dan protein sekretori Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Ribosom small subunit (sub unit kecil) Large subunit (sub unit besar) • P= sisi peptidyl • A= sisi aminoacyl Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

INTI SEL Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

NUKLEUS • Pusat kontrol sel • Mengandung DNA • Dikelilingi oleh membran/selubung nukleus • Merupakan organel yang paling mudah terlihat dibawah mikroskop • Nukleolus: spot gelap di tengah-tengah nukleus yang membantu membuat ribosom

Membran Nuklear • Mengelilingi nukleus (memisahkan nukleoplasma dan sitoplasma) • Terbuat dari dua lapisan • Memungkinkan untuk keluar masuknya bahan-bahan dalam nukleus http: //library. thinkquest. org/12413/structures. html

NUCLEUS Chromatin Two membranes of nuclear envelope Nucleolus Pore ROUGH ENDOPLASMIC RETICULUM Ribosomes Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015

Kromosom • Terdapat pada nukleus (dlm nukleoplasma) • Membuat DNA • Mengandung perintah untuk sifat/ciri dan karakteristik. http: //library. thinkquest. org/12413/structures. html

Nukleolus • Disebut “anak inti” • Di dalam nukleus • Mengandung RNA untuk membentuk protein • Hanya terlihat pd fase interfase • Tempat perakitan ribosom http: //library. thinkquest. org/12413/structures. html

Kromosom dan DNA Materi Kuliah IPAKES KESMAS 2015